| 講演名 | 2021-03-01 ［依頼講演］THP符号化を用いた短距離PAM伝送における送信側非線形補償方式の検討 菊池 信彦(日立), |
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| 抄録(和) | データセンタ内外を結ぶトラフィックの急増に伴い、短中距離向け光ファイバ伝送の高速化が急速に進んでいる。次世代大容量伝送の代表的規格である400ギガイーサ（400GbE）では、変調速度が53GBaudに高速化されるとともに、強度変調・直接検波方式の短距離伝送ではじめて振幅４値多値変調（Pulse-Amplitude Modulation; PAM）方式が採用され、1波長あたり100Gbit/sの伝送速度を実現した。今後もさらなる伝送速度・変調速度の向上が期待されており、送受信機内の光/電気部品には慢性的な帯域不足が懸念される。帯域不足による波形歪み自体は線形デジタル信号処理で等化可能だが、送信側帯域劣化はSN劣化（雑音強調）を引き起こし、伝送距離やスパンバジェットの低下要因となる。我々はその対策としてPAM伝送へのTHP(Tomlinson-Harashima Precoding)の適用を提唱している。一方、送信側のDAC.・ドライバアンプ・光変調器などのデバイス非線形性も、PAM信号においては受信側補正の困難な雑音強調によるSN劣化を引き起こす。これには送信側非線形補正が有効であるが、THP-PAM送信機ではTHP符号器内に非線形なモジュロ演算のため実現が難しい。本報では、THPを用いたPAM信号の伝送性能向上の際に必要となる送信側非線形補償に対し、解析的手法およびルックアップテーブル方式の二種の方式について検討を行う。 |
| 抄録(英) | Intra- and inter-DC traffic is expected to grow continuously, and ultra high speed short-reach optical fiber transmission is in serious needs. In the recent high-speed 400GbE, four-level pulse amplitude modulation (PAM-4) is introduced with very high modulation speed of 53 Gbaud to achieve 100Gbit/s/?. In near future, the modulation speed is likely to be increased furthermore, and it will leads to transceiver electrical/optical device bandwidth insufficiency. The waveform distortion caused by such bandwidth insufficiency can be canceled by the use of digital equalizers, however it will degrade SNR of the received signal due to the noise enhancement. Therefore, we propose the use of Tomlinson-Harashima Precoding for IM/DD PAM signaling, which is immune to the noise enhancement. On the other hand, transmitter-side device non-linearity from a DAC, an RF driver, an optical modulator, is the another source of noise enhancement which cannot be compensated by receiver-side DSP. The transmitter-side non-linearity compensator (NLC) is an effective solution to it, however, its implementation in THP-PAM transceiver is not straight forward, due to Modulo operation in a THP encoder. In this paper, we investigate two implementations of Tx-side NLC for THP-PAM signaling, analytical one and look-up-table based one. |
| キーワード(和) | 光ファイバ伝送 / 多値 / PAM / IM/DD / 非線形補償 |
| キーワード(英) | Optical Fiber Transmission / multilevel / PAM / IM/DD / Non-linearity Compensation |
| 資料番号 | PN2020-43 |
| 発行日 | 2021-02-22 (PN) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | PN |
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| 開催期間 | 2021/3/1(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | フォトニックネットワーク関連技術，一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 釣谷 剛宏(KDDI総合研究所) |
| 委員長氏名（英） | Takehiro Tsuritani(KDDI Research) |
| 副委員長氏名（和） | 大越 春喜(古河電工) / 塩本 公平(東京都市大) / 古川 英昭(NICT) |
| 副委員長氏名（英） | Haruki Ogoshi(Furukawa Electric) / Kohei Shiomoto(Tokyo City Univ.) / Hideaki Furukawa(NICT) |
| 幹事氏名（和） | 中川 雅弘(NTT) / 松浦 基晴(電通大) |
| 幹事氏名（英） | Masahiro Nakagawa(NTT) / Motoharu Matsuura(Univ. of Electr-Comm.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 小玉 崇宏(香川大) / 石井 健二(三菱電機) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takahiro Kodama(Kagawa Univ) / Kenji Ishii(Mitsubishi Electric) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Photonic Network |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ［依頼講演］THP符号化を用いた短距離PAM伝送における送信側非線形補償方式の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | [Invited Lecture] Transmitter Nonlinearity Compensator for Short-Reach IM/DD PAM Signalling with Tomlinson-Harashima Precoding (THP) |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 光ファイバ伝送 / Optical Fiber Transmission |
| キーワード(2)（和/英） | 多値 / multilevel |
| キーワード(3)（和/英） | PAM / PAM |
| キーワード(4)（和/英） | IM/DD / IM/DD |
| キーワード(5)（和/英） | 非線形補償 / Non-linearity Compensation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 菊池 信彦 / Nobuhiko Kikuchi |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 日立製作所(略称：日立) Hitachi Ltd.(略称：Hitachi) |
| 発表年月日 | 2021-03-01 |
| 資料番号 | PN2020-43 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | PN-388 |
| ページ範囲 | pp.10-14(PN), |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2021-02-22 (PN) |